Suplemento 2.16: El Radar Aerotransportado de Mirada Lateral (3/3)

Detección de Hidrocarburos

Hemos visto que un SLAR es un radar de imágenes y sus datos revelan un mapa de la retrorreflexión del área sobrevolada. La retrorreflexión de la superficie del mar depende del viento y las olas. Cuando no hay viento ni olas, la superficie del mar es casi perfectamente plana. Luego, los pulsos del radar se reflejan como un rayo de luz en la superficie de un espejo: a excepción de los pulsos emitidos verticalmente hacia abajo (que no se utilizan de todos modos), los pulsos del radar se reflejan lejos de la aeronave y no se mide la intensidad de la señal. Cuando hay viento, aparecen ondas capilares que tienen longitudes de onda de unos pocos milímetros a velocidades de viento de algo más de 50 cm/s, y también ondas de gravedad con longitudes de onda mayores a las velocidades de viento más altas. Es esta rugosidad de la superficie la que da lugar a señales de retroreflexión que son detectadas por la antena SLAR incluso a grandes ángulos de incidencia θ de pulso del radar. La razón es que siempre hay facetas de onda con una orientación, tal que la normal a las facetas apunta en la dirección de la aeronave, provocando así una reflexión hacia la antena SLAR.

Zoom Sign
Side-looking airborne radar detects oil
La superficie del mar agitado provoca una reflexión difusa de la onda del radar y la antena SLAR detecta una pequeña fracción de la onda reflejada. Una marea negra amortigua las olas en la superficie del mar, la retrorreflexión disminuye y la señal se pierde.
Una explicación más precisa: la Dispersión de Bragg ↓


La detección de hidrocarburos en la superficie del mar se basa en la diferencia de la eficiencia de retrorreflexión entre una mancha de hidrocarburos y la del área circundante no contaminada. El petróleo en la superficie del agua amortigua las ondas capilares de manera muy eficiente, las ondas pequeñas en la superficie del mar desaparecen, lo que reduce la retrorreflexión del radar hacia la antena SLAR. El efecto de amortiguación se produce con películas superficiales muy delgadas, de unos pocos micrómetros de espesor, y se ha observado incluso con películas de un espesor de molécula (películas monomoleculares). Por lo tanto, SLAR es muy eficiente para detectar películas de aceite, pero no hay información sobre el espesor de misma en las imágenes SLAR.



SLAR image: ship spilling oil
Imagen SLAR de un barco visto como una mancha blanca debido a su alta eficacia de retrorreflexión. El barco está derramando petróleo, visto como una estructura oscura debido a la reducción de la retrorreflexión de las olas amortiguadas en la superficie del mar. La trayectoria de la aeronave es paralela al borde izquierdo de la imagen, lo que explica la pérdida de intensidad de la retrorreflexión de izquierda a derecha, es decir, al aumentar el rango de inclinación.
Fuente: El experimento de Arquímedes 2, Centro Común de Investigación, Establecimiento de Ispra.
El radar aerotransportado de visión lateral es un excelente instrumento para la detección de derrames de hidrocarburos debido a su gran ancho de franja de 10 a 30 km. La señal de retrorreflexión de las ondas de agua desaparece incluso con películas superficiales muy delgadas y, por lo tanto, las imágenes SLAR no pueden proporcionar información sobre el espesor de la película de aceite. Sin embargo, un SLAR puede funcionar en casi todas las condiciones climáticas excepto con viento muy bajo, cuando no hay ondas capilares.

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